一种同步凸极发电机的扩容方法技术

一种同步凸极发电机的扩容方法，包括以下步骤：一：根据原定子铁芯的槽形尺寸、绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求及同步凸极发电机的增加容量需求，计算绕组流过的最大电流，确定新的定子绕组的导线截面和线圈匝数；二：根据励磁电流、磁通密度、同步凸极发电机的内部空间以及步骤一确定的新定子绕组参数，分别确定原定子铁芯和原转子铁芯需要增加的尺寸；三：根据绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求、同步凸极发电机增加容量需要绕组流过的最大电流、制作工艺，确定新转子绕组的导线截面、线圈匝数和线圈路数；四：将新定子绕组、新转子绕组配装在步骤二中改造完成的定子铁芯、转子铁芯上，与原有的励磁机、转轴、冷却器、机座、轴承进行配装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同步凸极发电机的扩容方法。
技术介绍
随着生产发展的需求，海上石油生产装置FPSO(FloatingProductionStorageandOffloading-中文是海上浮式生产储油船)在生产中用电负荷持续增加，超出了油轮上设计的发电机的额定供电能力。但现有可以满足用电需求的大容量发电机不仅存在体积大、重量沉、无法和原动机匹配安装等问题，而且油轮FPSO的发动机装配位的船体甲板空间、承重、刚度有限，如果更换成大容量发电机对油轮FPSO结构会产生安全隐患，可能会导致发电机运行时振动超标等问题。因此，迫切需要在不改变原有同步凸极发电机外形尺寸和转轴的情况下将同步凸极发电机扩大发电容量，以满足油轮FPSO在生产的用电需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服FPSO的发动机装配位的船体甲板承重与刚度有限而不能将原有同步凸极发电机更换成大容量发电机这一缺陷，提供一种将原有同步凸极发电机通过改造扩容的方法。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：一种同步凸极发电机的扩容方法，在不改变同步凸极发电机外形尺寸及转轴的情况下扩大同步凸极发电机的容量，包括以下步骤：步骤一：定子绕组改造，根据原定子铁芯的槽形尺寸、绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求、同步凸极发电机的增加容量所需要绕组流过的最大电流，确定新定子绕组的导线截面和线圈匝数，制作新定子绕组；步骤二：定子铁芯、转子铁芯改造，不改变原定子铁芯和原转子铁芯，根据励磁电流、磁通密度、同步凸极发电机的内部空间以及步骤一确定的新定子绕组参数，分别确定原定子铁芯和原转子铁芯需要增加的尺寸，按照原定子铁芯和原转子铁芯的结构制作定子铁芯迭片和转子铁芯迭片，将新定子铁芯迭片和新转子铁芯迭片分别配装在原定子铁芯和原转子铁芯上；步骤三：转子绕组改造，根据绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求、同步凸极发电机的增加容量需要绕组流过的最大电流、制作工艺，确定新转子绕组的导线截面、线圈匝数以及线圈路数，制作新转子绕组；步骤四：将新定子绕组、新转子绕组配装在步骤二中改造完成的定子铁芯、转子铁芯上，与原有的同步凸极发电机的励磁机、转轴、冷却器、机座、轴承进行配装，即完成同步凸极发电机的扩容改造。本专利技术有益效果在于改造原有同步凸极发电机，通过重新设计和更换定子绕组、转子绕组，加长定子铁芯、转子铁芯，使得同步凸极发电机可以不改变外形尺寸和转轴达到扩容的目的；同时，扩容后的发热量增幅不大，原有的冷却器完全可以满足散热需求；对提高企业经济效益具有重要意义。附图说明图1是本专利技术实施例的扩容方法流程图。图2是本专利技术具体实施例改造前的同步凸极发电机装配图。图中：101、102、103、104为扩容方法的步骤；2、定子；3、转子；4、励磁机；5、轴承；6、冷却器；7、转轴。具体实施方式参照附图1至附图2介绍本专利技术的具体实施方式。一种同步凸极发电机的扩容方法，不改变同步凸极发电机外形尺寸及转轴，通过改造同步凸极发电机内部结构，使得其扩大发电容量。包括以下步骤：步骤一（101）：定子绕组改造，同步凸极发电机扩容，需要允许定子绕组流过更大的电流，也就是要增大导线截面，由于定子（2）上的定子铁芯的槽形尺寸有限，因此增大导线截面则需要减少定子绕组的匝间绝缘厚度和/或减少定子绕组的线圈匝数；在定子绕组的匝间绝缘与对地绝缘现不能减薄的情况下，只有减少线圈匝数。根据原定子铁芯的槽形尺寸、绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求、同步凸极发电机的增加容量所需要绕组流过的最大电流，确定新定子绕组的导线截面和线圈匝数，制作新定子绕组。步骤二（102）：定子铁芯、转子铁芯改造，步骤一（101）中采用减少线圈匝数来给增大导线截面提供空间，减少线圈匝数会使铁芯磁通密度大幅增加，导致励磁功率增加，需要加长定子（2）上的定子铁芯和转子（3）上的转子铁芯的长度来避免磁通密度增长；不改变原定子铁芯和原转子铁芯结构，根据励磁电流、磁通密度、同步凸极发电机的内部空间以及步骤一（101）确定的新定子绕组参数，分别确定原定子铁芯和原转子铁芯需要增加的尺寸，按照原定子铁芯和原转子铁芯的结构制作定子铁芯迭片和转子铁芯迭片，将新定子铁芯迭片和新转子铁芯迭片分别配装在原定子铁芯和原转子铁芯外围边上。同步凸极发电机不能改变外形尺寸使得其内部空间有限，为了给通风散热提供空间，铁芯的尺寸不能加长太多，需要绕组将线圈节距增大槽节距，有利于增加绕组系数，从而增加有效匝数。这样，铁芯长度可以少增加一些。步骤三（103）：转子绕组改造，根据绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求、同步凸极发电机的增加容量需要绕组流过的最大电流、制作工艺，确定新转子绕组的导线截面、线圈匝数以及线圈路数，制作新转子绕组。转子绕组导线截面增加太大，工艺较难做，采用减少转子绕组导线截面，线圈分2路绕在转子铁芯上绕16层，每层绕10匝，每路2只线圈面对面接法，避免磁极之间的磁通路不均匀并引起电磁振动。步骤四（104）：将新定子绕组、新转子绕组配装在步骤二（102）中改造完成的定子铁芯、转子铁芯上，与原有的同步凸极发电机的励磁机（4）、转轴（7）、冷却器（6）、机座、轴承（5）进行配装，即完成同步凸极发电机的扩容改造。本方法在改造本实施例的同步凸极发电机中，将该同步凸极发电机扩大了15%的容量，不同的同步凸极发电机通过本方法改造后可扩大的容量值是不同。本实施例中没有改变同步凸极发电机外形尺寸和转轴，改造了定子绕组、转子绕组和加长了定子铁芯、转子铁芯，改造后整体增加不到7%的重量，使油轮FPSO的发动机装配位的船体甲板可以承受改造后的同步凸极发电机，避免增加安全隐患；改造后的同步凸极发电机发热量增加较少，原冷却器的散热性能足够满足散热需求。以上所述并非对本专利技术的技术范围作任何限制，凡依据本专利技术技术实质，对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术的技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步凸极发电机的扩容方法，其特征在于，在不改变同步凸极发电机外形尺寸及转轴的情况下扩大同步凸极发电机的发电容量，包括以下步骤：步骤一：定子绕组改造，根据原定子铁芯的槽形尺寸、绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求、同步凸极发电机增加容量所需要绕组流过的最大电流，确定新定子绕组的导线截面和线圈匝数，制作新定子绕组；步骤二：定子铁芯、转子铁芯改造，不改变原定子铁芯和原转子铁芯，根据励磁电流、磁通密度、同步凸极发电机的内部空间以及步骤一确定的新定子绕组参数，分别确定原定子铁芯和原转子铁芯需要增加的尺寸，按照原定子铁芯和原转子铁芯的结构制作定子铁芯迭片和转子铁芯迭片，将新定子铁芯迭片和新转子铁芯迭片分别配装在原定子铁芯和原转子铁芯上；步骤三：转子绕组改造，根据绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求、同步凸极发电机的增加容量需要绕组流过的最大电流、制作工艺，确定新转子绕组的导线截面、线圈匝数以及线圈路数，制作新转子绕组；步骤四：将新定子绕组、新转子绕组配装在步骤二中改造完成的定子铁芯、转子铁芯上，与原有的同步凸极发电机的励磁机、转轴、冷却器、机座、轴承进行配装，即完成同步凸极发电机的扩容改造。

【技术特征摘要】
1.一种同步凸极发电机的扩容方法，其特征在于，在不改变同步凸极发电机外形尺寸及转轴的情况下扩大同步凸极发电机的发电容量，包括以下步骤：
步骤一：定子绕组改造，根据原定子铁芯的槽形尺寸、绕组的热负荷、绕组匝间的绝缘要求、同步凸极发电机增加容量所需要绕组流过的最大电流，确定新定子绕组的导线截面和线圈匝数，制作新定子绕组；
步骤二：定子铁芯、转子铁芯改造，不改变原定子铁芯和原转子铁芯，根据励磁电流、磁通密度、同步凸极发电机的内部空间以及步骤一确定的新定子绕组参数，分别确定原定子铁芯和原转子铁芯需要增加的尺寸，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雄，韦海明，叶冠群，张思沅，张继远，李卫团，张龙，曹明勇，潘金辉，李晓磊，
申请(专利权)人：东莞市富源实业有限公司，中海石油中国有限公司湛江分公司，
类型：发明
国别省市：广东;44